Кремний карбидинин кристалл өстүрүүчү мешинин техникалык кыйынчылыктары кандай?

Кристалл өстүрүүчү меш негизги жабдуулар болуп саналаткремний карбидикристалл өсүшү. Бул салттуу кристаллдык кремний класстагы кристалл өстүрүүчү мешке окшош. Мештин түзүлүшү өтө татаал эмес. Ал, негизинен, меш органы, жылытуу системасы, катушка берүү механизми, вакуум алуу жана өлчөө системасы, газ жолу системасы, муздатуу системасы, башкаруу системасы, ж.б. жылуулук талаасы жана процесс шарттары негизги көрсөткүчтөрүн аныктайт.кремний карбидинин кристаллсапаты, өлчөмү, өткөргүчтүгү ж.б.у.с.

Бир жагынан, өсүү учурунда температуракремний карбидинин кристаллабдан жогору жана мониторинг жүргүзүү мүмкүн эмес. Демек, негизги кыйынчылык процесстин өзүндө. Негизги кыйынчылыктар болуп төмөнкүлөр саналат:

(1) Жылуулук талаасын башкаруудагы кыйынчылык:

Жабык жогорку температурадагы көңдөйгө мониторинг жүргүзүү кыйын жана көзөмөлдөнбөйт. Салттуу кремнийге негизделген эритмеден түз тартылуучу кристалл өстүрүүчү жабдуулардан айырмаланып, жогорку автоматташтырылган жана байкалуучу жана башкарылуучу кристалл өсүү процесси бар, кремний карбидинин кристаллдары жабык мейкиндикте 2000 ℃ жогору температурада өсөт жана өсүү температурасы өндүрүш учурунда так контролдоо керек, бул температураны көзөмөлдөөнү кыйындатат;

(2) Кристалл формасын башкаруудагы кыйынчылык:

Микротрубалар, полиморфтук кошулмалар, дислокациялар жана башка кемчиликтер өсүү процессинде пайда болот жана алар бири-бирине таасир этет жана өнүгөт. Микротрубалар (МП) – бир нече микрондон ондогон микрондорго чейинки көлөмдөгү типтеги кемчиликтер, бул аппараттардын өлтүрүүчү кемчиликтери. Кремний карбидинин монокристаллдары 200дөн ашык ар түрдүү кристаллдарды камтыйт, бирок бир нече кристаллдык структуралар (4H түрү) өндүрүш үчүн зарыл болгон жарым өткөргүч материалдар болуп саналат. Кристалл формасынын трансформациясы өсүү процессинде оңой болот, натыйжада полиморфтук кошулуу кемчиликтери пайда болот. Ошондуктан, кремний-көмүртек катышы, өсүү температурасынын градиенти, кристалл өсүү ылдамдыгы жана аба агымынын басымы сыяктуу параметрлерди так көзөмөлдөө зарыл. Мындан тышкары, кремний карбидинин монокристаллдык өсүшүнүн жылуулук талаасында температуралык градиент бар, бул кристаллдын өсүү процессинде жергиликтүү ички стресске жана анын натыйжасында дислокацияларга (базалдык тегиздик дислокация BPD, бурама дислокация TSD, четинен дислокация TED) алып келет, ошону менен кийинки epitaxy жана аппараттардын сапатына жана аткаруусуна таасир этет.

(3) Допинг-контролдун татаалдыгы:

Багыттуу допинг менен өткөргүч кристалл алуу үчүн тышкы аралашмаларды киргизүү катуу көзөмөлгө алынууга тийиш;

(4) Жай өсүш темпи:

Кремний карбидинин өсүү темпи абдан жай. Салттуу кремний материалдары кристалл таякчага айланышы үчүн 3 күн гана керектелет, ал эми кремний карбидинин кристалл таякчалары 7 күн керек. Бул кремний карбидинин табигый түрдө төмөн өндүрүшүнүн натыйжалуулугуна жана өтө чектелген өндүрүшкө алып келет.

Экинчи жагынан, кремний карбидинин эпитаксиалдык өсүү параметрлери өтө талап кылынат, анын ичинде жабдуулардын аба өтпөөчүлүгү, реакция камерасындагы газ басымынын туруктуулугу, газды киргизүү убактысын так көзөмөлдөө, газдын тактыгы. катышы, жана коюу температурасын катуу башкаруу. Тактап айтканда, аппараттын чыңалууга туруктуулугунун деңгээлинин жакшырышы менен эпитаксиалдык пластинанын негизги параметрлерин башкаруунун кыйынчылыгы бир топ жогорулады. Мындан тышкары, эпитаксиалдык катмардын калыңдыгынын көбөйүшү менен, калыңдыгын камсыз кылуу менен бирге каршылыктын бирдейлигин кантип көзөмөлдөө жана кемчиликтердин тыгыздыгын азайтуу дагы бир чоң көйгөй болуп калды. Электрлештирилген башкаруу системасында ар кандай параметрлерди так жана туруктуу жөнгө салуу үчүн жогорку тактыктагы сенсорлорду жана кыймылдаткычтарды бириктирүү зарыл. Ошол эле учурда башкаруу алгоритмин оптималдаштыруу да чечүүчү мааниге ээ. Ал кремний карбидинин эпитаксиалдык өсүү процессиндеги ар кандай өзгөрүүлөргө көнүү үчүн кайтарым байланыш сигналына ылайык реалдуу убакыт режиминде башкаруу стратегиясын тууралоо мүмкүнчүлүгүнө ээ болушу керек.